面向生物医疗的3D打印技术

背景意义

生物制造是医学研究的前沿领域,其中骨损伤修复一直是当今医学基础研究与临床治疗的重点。其中制造人工骨是骨损伤修复的重要子领域,它是涉及多学科、多技术的交叉领域,其中最为核心的是高端材料的研发和先进制造技术。本团队从人工骨材料性能需求及特殊的制造工艺要求出发,旨在利用增材制造技术(3D打印成型)对高性能工程塑料聚醚醚酮(PEEK)进行快速成型相关方面研究。为了解改善现阶段人工骨骼成型的个性化定制难加工,加工成本高及材料生物兼容性问题。

课题组相关工作

设备搭建

为了更好的推进PEEK增材制造的人工骨成型研究,课题组对其FDM增材制造装备进行了研发,从原理机器不断更新完善。其中课题组研发的极坐标高温增材制造装备在47届日内瓦发明展获得了金奖。




原理实验机一代PEEK成型装备极坐标高温增材制造装备

模拟研究

为了更好的推进PEEK增材制造的人工骨成型研究,课题组对其FDM增材制造装备进行了研发,从原理机器不断更新完善。其中课题组研发的极坐标高温增材制造装备在47届日内瓦发明展获得了金奖。




装备环境温度模拟装备热应力耦合模拟成型样品瞬态温度场模拟

成型性能研究

由于分层制造的工艺特点,导致样品会有分层的危险。特别是针对PEEK材料其分层翘曲现象极为明显,还会直接影响样品的力学性能。因此课题组对PEEK样品力学性能、分层问题进行了相关研究。




成型速度与弯曲强度的关系预热温度对样品力学性能与结晶性能的影响

成型样品展示